Yee 网格以交错网格为代价,本质上满足了麦克斯韦方程的对合,使其成为粒子胞内 (PIC) 方法的最佳场求解器之一。在这张海报中,我们展示了一种应对这一挑战的 Vlasov-Maxwell 系统的新 PIC 方法。使用 Lorenz 规范将电场和磁场转换为矢量和标量势,麦克斯韦方程变为一组共位网格上的解耦矢量和标量波动方程,并且在牛顿-洛伦兹方程上采用粒子更新方程的不可分离哈密顿量公式。控制势的波动方程用线转置法求解,在时间上半离散化并求解由此产生的边界值问题。这将首先使用后向差分法在时间上离散化,并使用格林函数求解边界值问题,从而得到时间上一阶、空间上五阶和无条件稳定的方法 [1]。除了这些优点之外,它的空间导数也同样精确,这意味着哈密顿更新方程中的所有导数都与场本身一样精确。此外,时间一致性特性揭示了半离散连续性方程和半离散洛伦兹规范条件之间的等价性,以及半离散洛伦兹规范条件下的高斯定律 [2]。最后,这种时间一致性特性将在许多其他共置场求解器中探索,这些求解器具有二阶中心差分格式、所有后向差分格式和所有对角隐式龙格库塔格式 [3]。数值结果将在多个实验中展示这些方法。 *本研究得到了 AFOSR 拨款 FA9550-19-1-0281 和 FA9550-17-1-0394、NSF 拨款 DMS-1912183 和 DOE 拨款 DE-SC0023164 的支持。参考文献 [1] Christlieb, AJ、Sands, WA 和 White, SR,《具有广义动量公式的等离子体粒子内胞方法》,第一部分:模型公式,2024 年。arXiv: 2208.11291 [physics.plasm-ph]。 [2] Christlieb, AJ、Sands, WA 和 White, SR,《具有广义动量公式的等离子体粒子内胞方法》,第二部分:实施 Lorenz 规范条件。J Sci Comput 101,73(2024 年)。https://doi.org/10.1007/s10915-024-02728-6。 [3] Christlieb, AJ、Sands, WA 和 White, SR,《具有广义动量公式的等离子体粒子内网格方法》第三部分:一类规范守恒方法,2024 年。arXiv: 2410.18414 [physics.plasm-ph]。
该公司的水文工程中心河流分析系统 (HEC-RAS) 旨在模拟一维 (1D) 稳定、非稳定流。最新版本的 HEC-RAS V6.0 还模拟非稳定二维水平 (2D) 泥沙输送以及河床变化、分类和分层。泥沙输送采用非平衡总负荷公式计算。总负荷输送方程采用隐式有限体积法在与流动求解器相同的非结构化多边形网格上求解。泥沙输送在时间步长级别与流动模型耦合。2D 流动求解器的一个强大功能是它们将子网格地形变化直接用于模型,从而提高了解决方案的准确性,并允许使用相对粗糙的网格,从而缩短了计算时间。泥沙输送模型设计为在流动模型的子网格框架内工作,并计算子网格侵蚀和沉积速率、河床高程、级配和河床分层。
我们介绍了 QICS(量子信息锥函数求解器),这是一个完全用 Python 实现的开源原始对偶内点求解器,专注于解决量子信息理论中出现的优化问题。QICS 能够解决涉及量子相对熵、算子凸函数的非交换视角和相关函数的优化问题。它还包括一个利用稀疏性的高效半定规划求解器,以及对 Hermitian 矩阵的支持。QICS 目前也受 Python 优化建模软件 PICOS 的支持。本文旨在记录 QICS 中使用的算法和锥函数的实现细节,并作为该软件的参考指南。此外,我们展示了大量数值实验,这些实验表明 QICS 优于最先进的量子相对熵规划求解器,并且具有与最先进的半定规划求解器相当的性能。
解决量子计算机上的组合优化问题自量子计算出现以来吸引了许多研究人员。最大k -cut问题是一个具有挑战性的组合优化问题,具有多种众所周知的优化公式。然而,其混合成分线性优化(MILO)制剂和混合整数半限定的操作配方都是为了解决的所有时间耗时。以经典和量子求解器的最新进展为动机,我们研究了二进制二次优化(BQO)配方和两个二次不受约束的二元式操作配方。首先,我们将BQO配方与Milo配方进行比较。此外,我们提出了一种算法,该算法将BQO公式的任何原始分数溶液转换为可行的二元溶液,其目标值至少与分数溶液的目标值一样好。最后,我们发现了提出的二次不受欢迎的二进制优化公式的紧密惩罚系数。
摘要。本文在量子信息的背景下介绍了半限定编程(SDP)技术的全面探索。它研究了凸优化,二元性和SDP公式的数学基础,为解决量子系统中的优化挑战提供了一个可靠的理论框架。通过利用这些工具,研究人员和从业人员可以表征经典和量子相关性,优化量子状态以及设计有效的量子算法和协议。本文还讨论了实施方面,例如用于SDP和建模工具的求解器,从而使量子信息处理中的优化技术有效地使用。本文提出的见解和方法已证明有助于推进量子信息的领域,促进了新型交流协议的发展,自我测试方法以及对量子纠缠的更深入的了解。总体而言,这项研究为对优化和量子信息交集感兴趣的研究人员提供了一种资源,在这个快速发展的场中为探索和突破开辟了新的途径。
由于与量子编程相关的量子知识不直观,量子程序的编码和验证非常困难。因此,迫切需要自动化工具来减轻与低级量子细节相关的繁琐和错误。在本文中,我们发起了量子酉程序的程序合成研究,该程序以递归方式定义一系列用于不同输入大小的酉电路,这些电路在现有的量子编程语言中被广泛使用。具体来说,我们介绍了第一个量子程序合成框架 QSynth,其中包括一种新的归纳量子编程语言、其规范、合理的推理逻辑以及将推理过程编码为 SMT 实例。 QSynth 利用现有的 SMT 求解器,成功合成了 10 个量子幺正程序,包括量子算术程序、量子特征值反演、量子隐形传态和量子傅里叶变换,这些程序可以轻松地转换为主要量子平台上的可执行程序,例如 Q#、IBM Qiskit 和 AWS Braket。
摘要 — 数字孪生可以定义为复杂物理系统的自适应模型。计算管道、多物理场求解器、人工智能、大数据控制论、数据处理和管理工具的最新进展使数字孪生的前景及其对社会的影响更接近现实。数字孪生现在是许多应用中一个重要且新兴的趋势。也称为计算巨模型、设备影子、镜像系统、化身或同步虚拟原型,毫无疑问,数字孪生不仅在我们设计和操作信息物理智能系统的方式中发挥着变革性的作用,而且在我们如何推进多学科系统的模块化以解决当前进化建模实践未解决的基本障碍方面也发挥着变革性的作用。在本文中,我们回顾了与数字孪生构建相关的方法和技术的最新现状。我们的目标是详细介绍当前的挑战和支持技术,并为各利益相关者提供建议和反思。
摘要 - 随着宽带半导体的最新出现,电力电子设计过程逐渐向数字空间移动。但是,作为准确的瞬态分析的主要工具的香料软件仍然缺乏所需的功能和鲁棒性,以探索数字双胞胎模型推出的大型设计空间。在这项工作中,香料电路求解器已与MATLAB编程环境连接。与文献相比,主要重点已放在减轻香料求解器固有的收敛误差而不改变求解器算法本身的情况下。收敛成为一个至关重要的问题,因此有必要确保它。这是通过基于电路元素公差,求解器参数适应和初始条件继承来实现参数变化来实现的。通过非数字(NAN)结果比例和运行时,将每种方法的效果比较了双脉冲测试电路的情况。索引术语 - 香料,收敛,接口,matlab,opimization
摘要 — 随着可再生能源技术的进步和成本的下降,微电网正成为一种有吸引力的分布式发电方式,既适用于孤立社区,也适用于与现有电网系统集成。然而,由于规模小,微电网可能存在财务限制,这使得它们无法使用商业软件来优化资产控制。开源优化求解器是一种可行的替代方案,但会增加计算时间。这项工作开发了一个优化框架,用于住宅微电网内的经济调度,并要求使用开源求解器。为了减少计算时间,采用了一种通过松弛来减少整数变量的方法。测试模拟使用来自阿拉巴马州胡佛市真实微电网的设备参数,该微电网也存在本文研究的软件限制。还从微电网收集了负载和光伏 (PV) 功率的季节性数据。使用松弛方法的多种变体成功缩短了计算时间,同时获得了与原始模型相似或更好的解决方案质量。
技能:防空军官是具有远征精神的作战部队领导人,他们既可以独立工作,也可以作为团队成员在复杂的联合、跨机构、跨政府和多国 (JIIM) 环境中工作。他们精通技术先进的武器系统,本能地运用 ADA 原则进行火力打击和保卫指定资产。ADA 军官既了解机动作战,也了解联合作战。他们具有文化敏锐性,能够运用他们的理解在全球范围内创新地开展作战。防空领导人身体强健、意志坚强、鼓舞人心,他们能为士兵和受援部队树立信心。他们是复杂战术、战役和战略环境中的问题解决者,能够做出合理决策并同时完成多项任务。利用他们的人际交往技能,防空军官还必须有效地传达要求并为受援部队提供建议。鉴于陆军防空部队分散的性质,军官必须具有主动性,能够根据意图采取行动。
